液態(tài)食品的超高溫滅菌解決方案
2015-07-08 14:38:32 來(lái)源: 食品安全導刊
利樂(lè )公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“利樂(lè )”)對于技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng )新,可以追溯到20世紀60年代。那時(shí),利樂(lè )公司開(kāi)創(chuàng )了劃時(shí)代無(wú)菌包裝技術(shù),并一直延續到現在,這項技術(shù)被美國食品技術(shù)研究所評定為20世紀食品科學(xué)領(lǐng)域最大的創(chuàng )新。
利樂(lè )作為液態(tài)食品包裝領(lǐng)域的領(lǐng)導者之一,一直致力于為客戶(hù)提供從產(chǎn)品的前處理加工到灌裝到最終產(chǎn)品包裝的整線(xiàn)解決方案。利樂(lè )在具體的產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程當中,即液態(tài)食品無(wú)菌生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵過(guò)程工藝——超高溫滅菌方面的創(chuàng )新,可以幫助企業(yè)提高效率、降低生產(chǎn)成本。
對食品進(jìn)行無(wú)菌加工處理,有些人可能認為是為了給消費者提供觸手可及的產(chǎn)品,也有些人覺(jué)得是為了滿(mǎn)足消費者各種不同口味的需求,還有人說(shuō)是想擴大產(chǎn)品的分銷(xiāo)范圍,總而言之都是希望為消費者提供安全可靠的產(chǎn)品。
有效滅菌的超高溫處理方式
食品安全是食品行業(yè)中最重要的考慮因素,為了獲得所需的產(chǎn)品特性,以及所希望的貨架期,包裝和超高溫滅菌在提供產(chǎn)品安全和保證貨架期方面扮演著(zhù)非常重要的角色。
超高溫處理是在液態(tài)食品加工過(guò)程中將最佳的溫度時(shí)間組合,使產(chǎn)品達到一個(gè)無(wú)菌的狀態(tài),然后輸送至灌裝機完成無(wú)菌包裝。例如產(chǎn)品的原材料中或多或少都會(huì )有各種菌類(lèi),其中絕大多數可以通過(guò)一般的熱處理被殺滅。但是,在這些菌類(lèi)當中有一種叫做芽孢的菌類(lèi)十分頑強,特別是耐熱芽孢,這時(shí)通常就需要采用超高溫滅菌方式進(jìn)行殺滅。超高溫滅菌過(guò)程中,首先要保證滅菌效果,但是在產(chǎn)品的受熱過(guò)程中,往往會(huì )產(chǎn)生化學(xué)反應,因此既要考慮產(chǎn)品的無(wú)菌性,又要盡量避免產(chǎn)品因受熱產(chǎn)生的化學(xué)變化導致風(fēng)味或氣味方面的改變,從而減少對產(chǎn)品本身的負面影響。
超高溫滅菌生產(chǎn)過(guò)程主要分為3個(gè)步驟。首先是預殺菌,讓生產(chǎn)設備達到無(wú)菌的狀態(tài)。接下來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)運行,產(chǎn)品會(huì )源源不斷地進(jìn)入超高溫滅菌機,通過(guò)加熱、滅菌來(lái)實(shí)現產(chǎn)品無(wú)菌的狀態(tài);然后輸送到灌裝機,最后進(jìn)到包裝里面。生產(chǎn)結束后,需要對滅菌機進(jìn)行清洗,在一個(gè)完整的生產(chǎn)周期中,利樂(lè )會(huì )采用各種配置,各種方法延長(cháng)整體生產(chǎn)運行時(shí)間,其中包括控制產(chǎn)品的結焦、降低生產(chǎn)能耗、減少產(chǎn)品損失等。
利樂(lè )的超高溫滅菌解決方案,可以分為兩大類(lèi)。一是直接加熱式超高溫,即蒸汽與產(chǎn)品直接混合,瞬間將溫度提升至所需要的滅菌溫度。另一類(lèi)稱(chēng)為間接加熱式超高溫,這也是目前在殺菌機方面應用最多的處理方式。間接式超高溫系統采用各種不同類(lèi)型的熱交換器,如板式、管式、還有最新的盤(pán)管式等形式,能夠滿(mǎn)足不同產(chǎn)品的應用需求。
如果把間接式和直接式的超高溫滅菌進(jìn)行對比,可以發(fā)現間接加熱式超高溫滅菌的優(yōu)點(diǎn)是高效熱回收,采用這種方式進(jìn)行生產(chǎn),可以實(shí)現最低的能耗,降低整體運行成本。而直接加熱式超高溫滅菌則可以降低產(chǎn)品的熱負荷,減少產(chǎn)品在受熱過(guò)程中產(chǎn)生化學(xué)反應,對一些熱敏感性比較高且容易結焦的產(chǎn)品而言是很好的加工處理方式,但其缺點(diǎn)是能耗于蒸汽耗量相對較高。除了間接式和直接式的超高溫外,利樂(lè )還推出了最新的Tetra Vertico超高溫滅菌設備,可以處理幾乎所有品類(lèi)的產(chǎn)品。
做節能減排的高效滅菌系統
伴隨著(zhù)人們對美好環(huán)境的訴求,在保證產(chǎn)品質(zhì)量安全的同時(shí)也需要關(guān)注環(huán)境保護。但是生產(chǎn)過(guò)程中不可避免的會(huì )消耗能源、排放污水,因此在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中利樂(lè )也十分關(guān)注能源的節約。對企業(yè)而言生產(chǎn)效率至關(guān)重要,所以不管采用何種方式的換熱形式及解決方案,利樂(lè )始終堅持從產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率及客戶(hù)本身的可持續發(fā)展來(lái)進(jìn)行考慮。從超高溫滅菌的主要特征來(lái)看,采用產(chǎn)品和產(chǎn)品直接的熱回收方式可以極大提高熱回收效率,降低生產(chǎn)能耗。此外利樂(lè )還采用可以在線(xiàn)平和酸堿添加的低損耗平衡桶及無(wú)菌休眠等功能以減少產(chǎn)品損失。
目前絕大多數的超高溫殺菌機在產(chǎn)品加熱和冷卻時(shí),都采用水作為中間介質(zhì)來(lái)對產(chǎn)品進(jìn)行加熱或者冷卻。而直接熱回收則是冷產(chǎn)品和熱產(chǎn)品之間相互作用,即未殺菌和已殺菌的產(chǎn)品直接進(jìn)行熱量交換,不再用水作為中間介質(zhì),從而提高整體系統的熱回收效率,降低蒸汽能耗至25kg/1000L產(chǎn)品,熱回收效率可達92%。直接熱回收在降低蒸汽能耗的同時(shí),降低了冰水耗量,不管是熱媒還是冷媒都得到了極大的節約。
針對不同應用類(lèi)型,有不同的配置可與之相匹配。例如,產(chǎn)品與水換熱的CM版本,比較適用于含有一些纖維、果肉這些產(chǎn)品的處理。采用產(chǎn)品和產(chǎn)品直接換熱的稱(chēng)為CMR版本,根據熱回收溫度的不同,又可分為CMR75和CMR125兩種不同的類(lèi)型。
在延長(cháng)生產(chǎn)運行時(shí)間方面,利樂(lè )為超高溫滅菌系統配置了蛋白穩定管。因為對含蛋白的產(chǎn)品而言,蛋白質(zhì)在受熱時(shí)容易變性結焦,所以滅菌機內部配置了蛋白穩定管,可以使蛋白在最終加熱之前,具有一定的穩定性,避免最終加熱階段產(chǎn)生大量結焦。通過(guò)精確的控制熱水和產(chǎn)品最終加熱的溫差,并通過(guò)流量控制進(jìn)一步調整熱水的溫度,最大程度的延長(cháng)整個(gè)生產(chǎn)的運行時(shí)間。
對于產(chǎn)品的損失,即在水和產(chǎn)品切換過(guò)程中出現產(chǎn)品和水混合的現象,利樂(lè )采用了雙平衡桶設計。通過(guò)一個(gè)閥組控制,可以在產(chǎn)品進(jìn)入平衡桶之前,將平衡桶內的水排空,避免了產(chǎn)品與水在切換過(guò)程中產(chǎn)生大量混合,特別是對于一些成本較高的產(chǎn)品,減少產(chǎn)品損失具有更大的經(jīng)濟效益。雙平衡桶的設計還可以通過(guò)在線(xiàn)連續添加方式精確地調配酸堿液,將酸堿液添加到整個(gè)系統中去,從而減少清洗的循環(huán)時(shí)間。
利樂(lè )的超高溫殺菌設備還有一個(gè)重要的功能就是無(wú)菌休眠。殺菌機在運行過(guò)程中,當上下游設備出現異常,可以將其切換進(jìn)入一個(gè)無(wú)菌休眠狀態(tài),通過(guò)無(wú)菌水循環(huán)降低運行流量,維持整個(gè)設備的無(wú)菌狀態(tài)。等到上下游設備故障排除后重新投入生產(chǎn),這樣可以有效避免停機后重新進(jìn)行滅菌、升溫、清洗的過(guò)程,極大地節約生產(chǎn)成本,對于蒸汽、水、電力的節約,可達到75%。針對于半流量或者更低流量的運行,利樂(lè )還配置了分段加熱的形式,降低產(chǎn)品的熱負荷,保證產(chǎn)品質(zhì)量。
利樂(lè )超高溫滅菌的解決方案,可對連續運行的時(shí)間、產(chǎn)品損失、蒸汽能耗及水耗量等性能參數給予有效的保證。

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